Существует ли огромный компьютер, который управляет всем миром? Появилась новая гипотеза

Информация может быть особым состоянием материи, доказывающим, что мы живем в гигантской симуляции. О такой гипотезе физика и доктора философии Мелвина Вопсона (Университет Портсмута в Соединенном Королевстве) пишет «Популярная механика».

Информация может быть пятым состоянием материи наряду с газом, жидкостью, твердым телом и плазмой.

Мелвин Вопсон предложил провести эксперимент с аннигиляцией частиц, который мог бы подтвердить, что информация реально обладает массой, то есть имеет в своей основе некие частицы. В случае успеха эксперимент может пролить свет на происхождение темной материи в нашей Вселенной и даже показать, что наша вселенная является гигантской симуляцией.

Вопсон изучает теорию информации и хочет провести эксперимент, чтобы подтвердить, что элементарные частицы информации обладают измеримой массой. Если это удастся, то информация окажется пятым состоянием материи дополнительным к четырем уже известным.

Это также позволит установить связь между математикой, вычислительной техникой и материальным миром, — считает Вопсон. То есть радикально изменить наш взгляд на все в физике и других науках. «Новый компонент материи во Вселенной может стать недостающим звеном в объяснении многих необъяснимых явлений, включая темную материю и темную энергию», — утверждает он. Бит цифровой информации, используемый сегодня для хранения цифровых данных, не просто физический, но и обладает «конечной и поддающейся количественной оценке массой при хранении информации». Эта очень маленькая масса составляет 3,19 × 10-38 килограммов при комнатной температуре. Если вы сотрете этот фрагмент информации, вы потеряете крошечное количество массы и, следовательно, эквивалентное количество энергии, предполагает ученый.

Вопсон описал предложенный им эксперимент в своей статье, опубликованной в марте 2022 года в журнале AIP Advances. Он предлагает провести конкретные действия с уже известными частицами микромира, который мог бы доказать существование информационных частиц, обладающих массой.

Идея на самом деле не нова. Ещё в 1961 году Рольф Ландауэр впервые выдвинул идею о том, что бит является физическим и обладает четко определенной энергией. Когда один бит информации стирается, он рассеивает измеримое количество энергии. Ранее, за много лет до появления этой концепции информации Альберт Эйнштейн установил, что масса равна энергии. Ученые полагают, что наблюдаемая материя во Вселенной обладает определенным информационным содержанием. Например, обычные атомы, содержащие протоны, электроны и нейтроны, содержат не только совокупную массу этих субатомных частиц, но и ничтожно малую часть информации, необходимой им для взаимодействия друг с другом и с остальной Вселенной. По словам Вопсона, этот тип информации можно было бы считать «ДНК» частиц. В сочетании эти две «информационные гипотезы» дают конкретные предсказания о массе информации во Вселенной. Например, ученые подсчитали, что одна частица содержит 1509 бит информации, представляющих такие характеристики, как масса, заряд и спин частицы. Когда они умножили информацию об этой единственной частице примерно на все частицы во Вселенной (известное как число Эддингтона), они получили оценку, равную 6,036×1080 бит информации во Вселенной.

У такого подхода к информации есть и практическая сторона; это может помочь нам разработать более совершенные технологии хранения цифровой информации, говорит Вопсон. Первым цифровым запоминающим устройством был жесткий магнитный диск, изобретенный в 1956 году. Он кодирует информацию в виде двоичных данных в единицах и нулях, или битах (восемь бит образуют байт). Ширина цифровых битов сегодня составляет от десяти до 30 нанометров, и мы можем предположить, что чем меньше физический бит, тем больше битов может вместить запоминающее устройство. Объем информации, которой мы располагаем сегодня, ошеломляет. «Каждый день на Земле мы генерируем 500 миллионов твитов, 294 миллиарда электронных писем, 4 миллиона гигабайт данных Facebook, 65 миллиардов сообщений WhatsApp и 720 000 часов нового контента, ежедневно добавляемого на YouTube», — говорится в статье, которую Вопсон написал для Всемирного экономического форума.

Общий объем данных, «созданных, захваченных, скопированных и потребленных в мире», в 2020 году составил 59 зеттабайт, пишет Вопсон в статье. Один зеттабайт равен 8 000 000 000 000 000 000 000 000 бит. Международная корпорация данных (International Data Corporation), глобальный поставщик аналитических данных о рынке информационных технологий и коммуникаций, прогнозирует, что к 2025 году этот объем вырастет до 175 зеттабайт. Другими словами, мы создаем новую информацию с такой ошеломляющей скоростью, что через 350 лет мы создадим больше цифровых битов, чем всех атомов на Земле. Исследователи, подобные Вопсону, называют эту теорию «информационной катастрофой». Примерно через 110 лет «мощность, необходимая для поддержания этого цифрового производства, превысит общее энергопотребление планеты на сегодняшний день», — говорится в его статье в журнале AIP Advances. Вопрос в том, что в конечном итоге ограничит материальную форму хранения данных? Согласно его статье, опубликованной в 2022 году, рассуждения Вопсона в области исследований заключаются в том, что «наименьшим теоретическим размером цифровых битов должны быть элементарные частицы, поскольку они являются наименьшими известными строительными блоками материи во Вселенной». Это мельчайшие частицы материи, которые стабильны и существуют сами по себе

Доказательство того, что информация обладает массой, с помощью физических экспериментов — это первый шаг к поиску возможного решения проблемы взрывного роста информации. И это доказательство могло бы объяснить такие космические загадки, как темная материя. Потому, что физические свойства фрагментов информации имитируют то, чем, по—видимому, является темная материя — частицы небольшой массы, не имеющие заряда или спина, — говорит Вопсон. «Нам определенно нужно обратиться к космологическим моделям и попытаться включить этот новый компонент, чтобы объяснить динамику галактик и ускоренное расширение Вселенной», — говорит он. Возможно, дополнительная масса информации, содержащейся в самых элементарных частицах, может объяснить массу темной материи. Его первоначальные, приблизительные расчеты показывают, что 10 в степени 93 бит информации объяснили бы всю «недостающую» темную материю.

Подтверждение того, что информация является пятым состоянием материи, наталкивает на дикую идею: Вселенная на самом деле является компьютерной симуляцией.

Ученые и раньше выдвигали гипотезу симуляции в качестве академического упражнения, но последняя статья Вопсона, посвященная этой идее, опубликованная в апреле в журнале AIP Advances, идет дальше, описывая гравитацию как механизм, который заставляет информацию преобразовываться из хаоса в порядок. Если информация действительно является ключевым компонентом Вселенной, то, возможно, где-то есть компьютер, который управляет всем нашим миром как симуляцией.